釀酒廢水變廢為寶實(shí)現(xiàn)資源化利用
中國(guó)科技網(wǎng)·科技日?qǐng)?bào)哈爾濱10月17日電(記者李麗云)利用碳鏈增長(zhǎng)技術(shù)(一種厭氧生物煉制方法)可以將中國(guó)釀酒廢水中殘留的高濃度乙醇、乳酸、短鏈脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為中鏈脂肪酸,從而變廢為寶,實(shí)現(xiàn)釀酒廢水資源化。記者17日從哈爾濱工業(yè)大學(xué)獲悉,由該校環(huán)境學(xué)院郭婉茜教授團(tuán)隊(duì)完成的這一科研成果,10月12日在水處理領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Water Research》上在線發(fā)表,并被該刊物公眾號(hào)作為亮點(diǎn)研究推送。該研究首次證實(shí)了釀酒廢水中的大部分溶解性有機(jī)物能通過碳鏈增長(zhǎng)技術(shù),以中鏈脂肪酸的形態(tài)被回收再利用,其中乙醇和乳酸作為共同電子供體對(duì)此過程起了關(guān)鍵作用。
中鏈脂肪酸是包含6-12個(gè)碳原子的一元直鏈羧酸,包括己酸、庚酸和辛酸等,具有能量密度高,疏水性強(qiáng)和用途廣泛的優(yōu)點(diǎn),可以被直接用作抑菌劑或進(jìn)一步加工成芳香劑、食品添加劑、柴油、航空燃料等。當(dāng)前中鏈脂肪酸主要從動(dòng)植物油脂和化石能源中提取,高昂的生產(chǎn)成本和對(duì)化石能源的依賴,使其大規(guī)模應(yīng)用受限。近年來,以廢棄物為原料低成本物合成中鏈脂肪酸備受關(guān)注,但是生物合成中較低的原料利用率和中鏈脂肪酸產(chǎn)率仍是需要解決的瓶頸問題。郭婉茜教授和團(tuán)隊(duì)吳清蓮博士等通過試驗(yàn)各種電子供體和電子受體,發(fā)現(xiàn)當(dāng)乙醇和乳酸作為碳鏈增長(zhǎng)反應(yīng)的共同電子供體時(shí)形成了一種協(xié)同作用,其避免了競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)消耗底物并促使反應(yīng)過程產(chǎn)生的中間產(chǎn)物快速轉(zhuǎn)化為中鏈脂肪酸,有效地提高了中鏈脂肪酸的產(chǎn)率。出于經(jīng)濟(jì)和生態(tài)友好考慮,該研究團(tuán)隊(duì)以富含乙醇、乳酸和短鏈脂肪酸的代表性廢棄生物質(zhì)——中國(guó)釀酒廢水為原料,研究其連續(xù)生產(chǎn)中鏈脂肪酸的可行性和效能,最終取得了高達(dá)80%的中鏈脂肪酸轉(zhuǎn)化率,產(chǎn)物主要以己酸為主。
此研究成果對(duì)利用碳鏈增長(zhǎng)反應(yīng)生產(chǎn)中鏈脂肪酸時(shí)底物的選擇提供了理論和技術(shù)指導(dǎo),也為大量產(chǎn)生的中國(guó)釀酒廢水的資源化利用提供了一種新途徑。